内容正文:
训练(八) 化学反应的调控
1.合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。下列说法中不正确的是 ( )
A.反应速率、化学平衡移动受温度、反应物的浓度、压强等因素的影响
B.在工业生产条件优化时,既要考虑经济性,又要考虑环保
C.使用铁触媒,可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较高的反应速率
D.在合成氨中,为增加H2的转化率,充入的N2越多越好
解析 改变温度、反应物浓度、压强均可使合成氨的正、逆反应速率增大或减小,故A正确;在工业生产条件优化时,不但要考虑经济性,还要考虑环保,不能只顾生产而污染环境,故B正确;铁触媒是该反应的催化剂,使用铁触媒,可使氮气和氢气混合气体之间的反应在较低温度下取得较高的反应速率,故C正确;理论上氮气越多越好,但充入过多的氮气会造成压强过大,对设备的强度要求更高,而且会影响到产物中氨气的分离,所以充入的氮气要有一定的限度,故D不正确。
答案 D
2.对于合成氨反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,下列研究结果和图示相符的是 ( )
选项
A
B
C
D
研究
结果
压强对反应的影响
温度对反应的影响
平衡体系增加N2对反应的影响
催化剂对反应的影响
图示
解析 A项由于p1条件先达到平衡,故p1>p2,由p1→p2,减小压强,化学平衡左移,NH3的体积分数应降低,故错误;B项由于此反应ΔH<0,故升温平衡左移,N2的转化率降低,故错误;C项增大N2的量,会使正反应速率增大,使化学平衡右移,故正确;D项使用催化剂,能加快反应速率,缩短到达平衡的时间,故错误。
答案 C
3.二甲醚(CH3OCH3)是一种新型能源,由合成气(组成为H2、CO和少量CO2)直接制备二甲醚:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1。下列措施中不能提高制备二甲醚反应速率的是 ( )
A.适当增大反应体系的压强
B.选择使用合适的催化剂
C.增加合成气的用量
D.将CH3OCH3液化并及时抽走
解析 适当增大反应体系的压强、选择使用合适的催化剂及增加合成气的用量,均能加快反应速率;将CH3OCH3液化并及时抽走,减小生成物的浓度,能使平衡正向移动但反应速率减慢,故D符合题意。
答案 D
4.(2022·潍坊高二检测)在一定温度下,在恒压容器a和恒容容器b中,分别充入体积比1∶3的N2和H2。开始时体积相同,达到平衡时两容器中N2的转化率比较 ( )
A.a大 B.b大
C.a、b一样大 D.无法判断
解析 先假设容器a开始时也保持容积不变达到平衡时,容器a中N2的转化率α(a)与容器b中N2的转化率α(b)相等,即α(a)=α(b)。但达到平衡时,容器a的压强比开始变小了。若要保持开始时的压强,必须缩小容器a的容积,则平衡正移。因此再达平衡时,N2的转化率α1(a)变大了。即α1(a)>α(a),则α1(a)>α(b)。
答案 A
5.(2022·唐山高二检测)据报道,在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
下列叙述错误的是 ( )
A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300 ℃下进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
解析 B项,加热可以加快化学反应速率,放热反应也可能在加热条件下进行,故不正确。
答案 B
6.一定条件下,用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收,使SO2转化为S。在相同条件下,在相同时间内SO2的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.不考虑催化剂价格因素,选择Fe2O3作催化剂可以节约能源
B.其他条件相同,选择Cr2O3作催化剂,SO2的转化率最小
C.a点后SO2的转化率减小的原因可能是升高温度催化剂活性降低
D.选择Fe2O3作催化剂,最适宜温度为340~380 ℃
解析 根据题图,当温度在340 ℃时,Fe2O3作催化剂条件下,SO2的转化率最大,故A正确;其他条件相同,选择Cr2O3作催化剂,340 ℃时,SO2的转化率最小;NiO作催化剂,260 ℃时,SO2的转化率最小,未指明温度,故B不正确;催化剂的催化能力大小是有条件的,温度太高或太低,催化剂活性可能会降低,故C正确;340 ~380 ℃温度范围内,催化剂Fe2O3的催化能力最佳,二氧化硫的转化率最大,温度继续升高,转化率变化不明显,但能源消耗变大,故D正确。
答案 B
7.(双选)下列关于工业合成氨的叙述正确的